一种磁共振引导的硼中子俘获治疗系统及其操作方法技术方案

本发明专利技术属于医疗设备领域，公开了一种磁共振引导的硼中子俘获治疗系统及其操作方法，该硼中子俘获治疗系统包括：MRI造影系统，用于对病灶区进行造影，确定肿瘤的位置和硼浓度；BNCT治疗系统，用于根据造影结果调整患者体位及调整治疗方案，以对病灶区进行治疗。该硼中子俘获治疗系统及其操作方法通过MRI造影系统提供在BNCT治疗过程中的准确的组织结构信息，以及得知硼制剂在照射病灶区的实时、定量、动态分布信息，可通过MRI图像来引导治疗过程中BNCT参数的调整，实现更精准化的治疗。

A magnetic resonance guided boron neutron capture therapy system and its operation method

The invention belongs to the field of medical equipment, and discloses a boron neutron capture treatment system guided by magnetic resonance and its operation method. The boron neutron capture treatment system includes: an imaging system for imaging lesions, determining the location of tumors and boron concentration; and a BNCT treatment system for adjusting patients according to the imaging results. Posture and adjust the treatment plan to treat the lesion area. The Boron Neutron Capture Therapy System and its operation method provide accurate tissue structure information in the process of BNCT treatment through the MR imaging system, as well as real-time, quantitative and dynamic distribution information of boron preparations in the irradiated lesion area. The adjustment of BNCT parameters can be guided by the MR image to achieve more precise treatment. Treatment.

【技术实现步骤摘要】
一种磁共振引导的硼中子俘获治疗系统及其操作方法
本专利技术涉及医疗设备领域，尤其涉及一种磁共振引导的硼中子俘获治疗系统及其操作方法。
技术介绍
硼中子俘获治疗(BoronNeutronCaptureTherapy,BNCT)是利用硼制剂对超热中子具有高俘获截面的特性，借由10B(n,α)7Li中子俘获及核分裂反应产生4He和7Li两个重荷电粒子。两个重荷电粒子的射程分别为9um与5um，两个重荷电粒子的总射程约相当于一个细胞大小，因此对于生物造成的辐射伤害能局限在细胞层级，当硼制剂选择性地聚集在肿瘤细胞中，搭配适当的中子射源，便能在不对正常组织造成太大伤害的前提下，达到杀死肿瘤细胞的目的。BNCT治疗过程中，患者接受到的剂量直接决定了BNCT治疗的肿瘤控制率与并发症发生率，进而影响患者治疗后的生活品质。所以精准的肿瘤定位、精准的治疗计划、精准的照射执行是BNCT精准治疗的三个关键环节，而其中的“精准的照射执行”仍然面临很多困难。BNCT治疗所产生的剂量是由热中子与硼-10发生核反应而来的，而硼-10会随着硼制剂在患者体内的代谢过程而发生时间-空间分布变化。这种硼制剂代谢的时空变化具有明显的随机性，从而导致患者接受到的剂量与治疗计划所规定的剂量之间出现偏差。大的偏差可能会导致BNCT治疗的肿瘤控制率下降或并发症发生率增加。为能准确判断出肿瘤所在位置，临床上常使用磁共振造影设备(MagneticResonanceImaging,MRI)或计算机断层影像(ComputedTomography,CT)进行肿瘤所在区域判断。磁共振成像是一种较新的医学成像技术，国际上从一九八二年才正式用于临床。它采用静磁场和射频磁场使人体组织成像，在成像过程中，既不用电子离辐射、也不用造影剂就可获得高对比度的清晰图像。磁共振成像装置除了具备基于X射线作用的CT解剖图像之外，还可借助核磁共振原理精确地测出原子核弛豫时间，将人体组织中有关化学结构的信息反映出来，可将同样密度的不同组织和同一组织的不同化学结构通过影像显示表征出来，对组织坏死、恶性疾患和退化性疾病的早期诊断效果有极大的优越性，其软组织的对比度也更为精确。为了准确知道肿瘤位置的硼浓度分布，近年来，改进后的BNCT临床流程中，患者会先施予对肿瘤具备高亲和性的18F-BPA药物，利用正电子发射型计算机断层显像(PositronEmissionComputedTomography，PET)观察药物于身体聚积程度，藉此判断患者的硼制剂聚积效果是否良好，并根据PET影像上肿瘤组织和正常组织的药物分布差异，作为治疗计划计算依据，其治疗流程如图1所示。中国专利CN206026890U中提出一种平板PET引导的硼中子俘获治疗系统，该系统藉由捕捉混合入硼制剂的18F标记物，在硼中子俘获治疗过程中较为准确的获得硼制剂在照射病灶区内实时、定量、动态的分布信息。但由于PET造影结果空间分辨率不佳，该造影结果仅可作为硼制剂分布信息参考，无法作为人体内组织结构对位，临床应用中依然需要利用光学照相机或计算机断层影像等装置进行治疗前患者摆位确认，花费大量等待时间。基于上述情况，有必要对图像引导的硼中子俘获治疗系统及其使用方法进行改进，以解决上述现有技术的问题。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于，提出一种磁共振引导的硼中子俘获治疗系统，通过MRI造影系统提供在BNCT治疗过程中的准确的组织结构信息，以及得知硼制剂在照射病灶区的实时、定量、动态分布信息。本专利技术的另一目的在于，提供一种磁共振引导的硼中子俘获治疗系统的操作方法，可通过MRI造影系统来引导治疗过程中BNCT参数的调整，实现更精准化的治疗。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种磁共振引导的硼中子俘获治疗系统，包括：MRI造影系统，用于对病灶区进行造影，确定肿瘤的位置和硼浓度；BNCT治疗系统，用于根据造影结果调整患者体位及调整治疗方案，以对病灶区进行治疗。优选的，所述BNCT治疗系统包括承载系统，所述承载系统用于承载患者及调整患者体位，并与所述MRI造影系统相配合。优选的，所述承载系统包括：照射床和升降装置。所述升降装置可以控制所述照射床的运动以进行患者体位调整。优选的，所述病灶区含有造影剂混合物，所述造影剂混合物包括硼制剂和MRI造影剂。近年来，除了造影设备的发展日趋蓬勃，新型态硼制剂亦有长足的发展，其中有一类硼制剂与MRI造影剂混合，使其可以被MRI造影系统测得，混合后同样富有高肿瘤亲和力。这种硼制剂为病灶区药物浓度的动态、实时、定量、在线监测提供了可能性。同时，MRI造影提供了极高的影像空间分辨率，为实现影像导引硼中子捕获治疗(ImageGuidedBoronNeutronCaptureTherapy,IG-BNCT)提供了可能性。优选的，所述MRI造影系统(100)包括影像工作站。具体的，所述影像工作站功能有二，第一功能为根据MRI图像确定肿瘤的位置，并与治疗计划的图像进行比对，以校正患者体位；第二功能为根据MRI图像确定病灶区硼浓度分布，并与治疗计划的硼浓度进行比对，以调整治疗计划。进一步优选的，所述影像工作站包括MRI信号采集与存储模块、图像重建模块、不同医学影像配准与比对模块、医学影像手动与自动感兴趣区域划分模块、病灶区硼制剂浓度分析模块以及实时MRI影像与治疗计划系统影像比对模块。具体的，第一功能的实现为根据所述MRI信号采集与存储模块所采集的MRI信号，通过所述图像重建模块重建为三维图像，再通过不同医学影像配准与比对模块，将临床治疗前重建的三维图像与治疗计划图像配准比较，所述不同医学影像配准与比对模块可以对MRI、CT、PET等图像进行识别及比对，一旦两者图像出现明显差异，则可透过患者重新摆位调整照射位置，或利用治疗床、升降装置运动机构，在空间中实现多自由度移动，调整患者相对于BNCT治疗系统位置，使其与治疗计划系统图像匹配，实现IG-BNCT。第二功能的实现则是根据医学影像手动与自动感兴趣区域划分模块得知感兴趣区域的造影剂混合物中硼制剂的分布情形，通过感兴趣区域硼制剂浓度分析模块重建为患者中的三维硼制剂动态分布结果，再通过实时MRI影像与治疗计划系统影像比对模块将该结果与治疗计划原始输入进行比对，作为治疗参数差异修正，以实时于治疗过程中进行调整治疗计划。优选的，所述MRI造影系统(100)还包括磁体、波谱仪、MRI屏蔽装置。进一步优选的，所述磁体选自开放式磁体或环状式磁体。具体的，所述开放式磁体的结构为上下各设置一个磁性材料，所产生的主恒定磁场垂直于地面；所述环状式磁体的结构为一个封闭的环形，在封闭的环形空间内产生主恒定磁场。优选的，所述BNCT治疗系统还包括：中子产生设备、中子慢化器、射束出口和中子照射系统控制工作站。进一步优选的，所述中子产生设备选自放射性核素、质子加速器轰击金属靶材或核反应堆中的任意一种。具体的，所述中子产生设备产生中子束，所述中子慢化器则针对不同中子产生装置特性予以调整几何结构与材质，使中子能量被缓速至约0.5eV～40keV，以使照射中子束达到最好的BNCT治疗效果，所述射束出口将照射中子束导出至患者病灶区。优选的，所述中子照射系统控制工作站包括束流监控系统、剂量监控系统和照射视野控制系统，用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁共振引导的硼中子俘获治疗系统，其特征在于，包括：MRI造影系统(100)，用于对病灶区进行造影，确定肿瘤的位置和硼浓度；BNCT治疗系统(200)，用于根据造影结果调整患者体位及调整治疗方案，以对病灶区进行治疗。

【技术特征摘要】
1.一种磁共振引导的硼中子俘获治疗系统，其特征在于，包括：MRI造影系统(100)，用于对病灶区进行造影，确定肿瘤的位置和硼浓度；BNCT治疗系统(200)，用于根据造影结果调整患者体位及调整治疗方案，以对病灶区进行治疗。2.根据权利要求1所述的磁共振引导的硼中子俘获治疗系统，其特征在于，所述BNCT治疗系统(200)包括承载系统(300)，所述承载系统(300)用于承载患者及调整患者体位，并与所述MRI造影系统(100)相配合。3.根据权利要求1所述的磁共振引导的硼中子俘获治疗系统，其特征在于，所述病灶区含有造影剂混合物，所述造影剂混合物包括硼制剂和MRI造影剂。4.根据权利要求1所述的磁共振引导的硼中子俘获治疗系统，其特征在于，所述MRI造影系统(100)包括影像工作站。5.根据权利要求4所述的磁共振引导的硼中子俘获治疗系统，其特征在于，所述影像工作站包括MRI信号采集与存储模块、图像重建模块、不同医学影像配准与比对模块、医学影像手动与自动感兴趣区域划分模块、病灶区硼制剂浓度分析模块以及实时MRI影像与治疗计划系统影像比对模块。6.根据权利要求4所述的磁共振引导的硼中子俘获治疗系统，其特征在于，所述MRI造影系统(100)还包括磁体、波谱仪、MRI屏蔽装置。7.根据权利要求1所述的磁共振引导的硼中子俘获治疗系统，其特征在于，BNCT治疗系统(200)包括：中子产生设备(210)、中子慢化器(...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国威，黄红，陈朝斌，李建霖，
申请(专利权)人：东莞东阳光高能医疗设备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44